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  #11  
Alt 12.10.07, 15:14
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 08.07.2007
Beiträge: 3.364
Standard AW: Photonen und Impuls

@ Hallo Peho,
Zitat:
Da Reflexion ja eine WW ist könnte man sich schon vorstellen, daß reflektierte Photonen ein Teil ihrer Energie an das Ladungsfeld abgeben und somit rotverschoben werden.
Man kann es sich nicht nur so vorstellen – sondern man muss es sich so vorstellen! Denn die Energie die das Segel in Bewegung setzt muss ja irgendwo herkommen!
Allerdings wieder spricht es dann meinen Erwartungen und ich wäre entäuscht wenn es so wäre!

@ Hallo Joachim,
Zitat:
Beim Rückstoß wird die doppelte Energie übertragen. Die Änderung der kinetischen Energie des Planeten ist also um den Faktor e/(mc^2) kleiner als die ankommende Photonenenergie.
Insgesamt dann aber ja die dreifache Energie Menge! Das Photon hat ja schon beim „Anflug“ einen Impuls! Den es bei der ersten WW abgibt. Dann wieder teilweise aufnimmt und sich „gleichzeitig“ vom Objekt wieder abstößt!
Zitat:
Wenn also die Photonenenergie nicht in die Grössenordnung der Massenequivalenten Energie des Planeten kommt, ist die Rotverschiebung vernachlässigbar. (Die Energieaufnahme allerdings auch.)
Nun bei der Erde und dem Photon handelt es sich haben ja doch um zwei etwas unterschiedliche Gegner! Aber wie sieht es bei einem kleinen Objekt aus. Einem Tellergroßen Spiegel oder so. Oder einem Waltraum-Atom .

Und wurde es schon mal gemessen? Nach meiner Vorstellung (und die ist bekanntlich grenzenlos ) würde das Photon keine Rotverschiebung durch diese WW zeigen.
Beim einem Planeten, müsste man aber schon aufpassen, ob die gemessene Rotverschiebung nicht vielmehr eine gravitative Rotverschiebung darstellt.

Gruß
EVB
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  #12  
Alt 12.10.07, 15:24
Benutzerbild von Joachim
Joachim Joachim ist offline
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Beiträge: 62
Standard AW: Photonen und Impuls

Zitat:
Zitat von Eyk van Bommel Beitrag anzeigen
Nun bei der Erde und dem Photon handelt es sich haben ja doch um zwei etwas unterschiedliche Gegner! Aber wie sieht es bei einem kleinen Objekt aus. Einem Tellergroßen Spiegel oder so. Oder einem Waltraum-Atom .
Schon ein einfaches Wasserstoffatom ist fast Gigaelektronenvolt-schwer. Schon damit kann sich nur ein sehr hartes Röntgenphoton messen.

Es wird wirklich nur der doppelte Photonenimpuls übertragen. Irgendwo rechnest du doppelt. Etwa nach dem Motto: "Zehn Euro haben oder nicht haben ist ein Unterschied von zwanzig Euro."

Gruß,
Joachim
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  #13  
Alt 12.10.07, 18:26
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
Singularität
 
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Beiträge: 3.364
Standard AW: Photonen und Impuls

Hallo Joachim,
Zitat:
Es wird wirklich nur der doppelte Photonenimpuls übertragen. Irgendwo rechnest du doppelt. Etwa nach dem Motto: "Zehn Euro haben oder nicht haben ist ein Unterschied von zwanzig Euro."
Nun wie wir ja jetzt seit kurzem wissen, kann deine Rechnung oben in der Quantenphysik funktionieren. Es kommt darauf an in welcher Reinfolge man subtrahiert und addiert .

Aber eigentlich lag es (mal wieder) an meiner Vorstellungskraft wie der Impuls quantenphysikalisch übertragen wird.
Aber bei genauerer Betrachtung lag ich natürlich (mal wieder) falsch .

Aber jetzt würde ich mal gerne wissen, ob diese Rotverschiebung überhaupt schon einmal gemessen wurde?

Und woher „weis“ das System wie viel Energie das Photon mitbekommen soll?

Nehmen wir mal an, das Photon trifft auf den Spiegel. Dort hebt es ein e- in ein höheres Orbital. Was passiert mit dem Impuls? Wird es vom e- „gespeichert“? Oder führt es zur Beschleunigung des Spiegels? Ich gehe mal davon aus das es zur Beschleunigung des Spiegels führt. Kurz darauf fällt das e- wieder zurück und sendet ein Photon aus. Das Photon erhält einen Impuls und eine Energie. (Doppelter Impuls) Die Energie des Photons entspricht doch dann aber genau der zuvor absorbierten Energie. Oder kommt es darauf an in welche Richtung das Photon den Spiegel verlässt? Nach „hinten“ erhält es weniger Energie wie nach vorne? Nach vorne erhält es den doppelten Impuls „zurück“ und der Spiegel bremst wieder auf Null ab?

Gruß
EVB
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  #14  
Alt 13.10.07, 16:24
Benutzerbild von Joachim
Joachim Joachim ist offline
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Beiträge: 62
Standard AW: Photonen und Impuls

Zitat:
Zitat von Eyk van Bommel Beitrag anzeigen
Aber jetzt würde ich mal gerne wissen, ob diese Rotverschiebung überhaupt schon einmal gemessen wurde?
Ja, beim Gamma-Zerfall angeregter Atomkerne spielt die Rotverschiebung durch den Rückstoß oft eine nicht vernachlässigbare Rolle. Dort sind ja auch die Photonenenergien und -impulse recht hoch.

Bei optischen Wellenlängen spielt der Effekt dagegen eine untergeordnete Rolle. Dort geht ein grösserer Teil der Energie durch Absorption verloren.

Gruß,
Joachim

P.S.: Eigentlich sollte das Thema besser Licht und Impuls heißen. Die ganze Thematik kann man nämlich auch ohne Photonenbild sehr gut verstehen, auch eine klassische elektromagnetische Welle transportiert Impuls.

Geändert von Joachim (13.10.07 um 16:53 Uhr)
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  #15  
Alt 13.10.07, 19:48
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
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Beiträge: 3.364
Standard AW: Photonen und Impuls

Hallo Joachim,
Zitat:
Ja, beim Gamma-Zerfall angeregter Atomkerne spielt die Rotverschiebung durch den Rückstoß oft eine nicht vernachlässigbare Rolle. Dort sind ja auch die Photonenenergien und -impulse recht hoch.
Wenn diese Rotverschiebung des Photons beim Gamma-Zerfall tatsächlich alleine durch den Rückstoß zu erklären ist, dann war meine Überlegung, nicht die e- Wert, mit denen ich sie getippt habe!
Sprich, wenn die Rotverschiebung nicht alleine durch die Relativbewegung zu erklären ist! Zuerst ein Impuls durch den Zerfall und dann das Photon.
Traurige Grüße
EVB
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  #16  
Alt 14.10.07, 22:31
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
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Beiträge: 3.364
Standard AW: Photonen und Impuls

Hallo nochmal,
Ich habe immer noch meine Probleme mit Impuls und Energie.
Ich habe ein Atom in einer Ionenfalle und „beschieße“ es mit einem Photon. Kurz zuvor schalte ich die Ionenfalle aus.
Jetzt trifft das Photon auf das Atom. Was passiert?
Wird das Ion beschleunigt und gleichzeitig ein e- auf ein höheres Orbital „gehoben“, wobei das e- aufgrund der höheren Energie ebenfalls ein höheren Impuls besitzt.
Das e- wird ein höheres Orbital „gehoben“ und beschleunigt das Ion, durch den zusätzlichen Impuls. Gibt ihn dadurch wieder ab und fällt wieder zurück? Ist dass die Erklärung?
Gruß
EVB

Ich will nicht nerven, aber das ist doch wenigstens wieder Grundlagenphysik ohne eigene Modellvorstellungen. Keine Mystik
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  #17  
Alt 15.10.07, 20:12
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
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Beiträge: 3.364
Standard AW: Photonen und Impuls

Kann mir keiner diese einfache Frage über Impuls und Energie beantworten?

Oder ist es so, das Energie und Impuls auf das Atom und auf das e- verteilt werden? Sprich der erste Impuls erhält das Atom, den zweiten Impuls das e- (es werden ja zwei Impulse übertragen?)

Gruß
EVB
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  #18  
Alt 17.10.07, 02:15
Benutzerbild von wusel
wusel wusel ist offline
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Ort: bei Staßfurt in Sachsen-Anhalt
Beiträge: 64
Standard AW: Photonen und Impuls

Hallo, Eyk vn Bommel

Zitat:
Kann mir keiner diese einfache Frage über Impuls und Energie beantworten?
Du kannst ja Fraaagen stellen, ... ich glaub ich werd ein Fan von Dir

Ich habe nach dem Abi (ist schon lange her) die Zeit bis zur Einberufung auf einem Rangierbahnhof verbracht. Für einen Pysikambitonierten ein wahres Eldorado. Ich will jezt nicht erzählen wie interessant das Zusammenplautzen von Güterwagongs sein kann, Billard spielen ist wesentlich geräuschärmer.

Also was machen die Photonen mit den Atomen?
Meine Vorstellung: Ein Photon mit Energie X trifft auf ein Atom und erwischt die Hülle, hebt ein Elektron um den Energiebetrag X und es passt zufällig genau, daß das Elektron in einer höheren Schale landet. Somit ist also nichts passiert als die Anregung des Atoms. Nach klassischer Gleichung
m1 x v1 = m2 x v2 und einer Ruhemasse = 0 für das Photon sollte nichts weiter passiert sein ... ? Beschimpfen, aber bitte nicht steinigen.

Dann verliert das Atom seinen erregten Zustand, es verliert Energie in dem es das Elektron wieder fallen läßt. Auch hier sollte nichts passieren, ein Photon mit Ruhemasse = 0 entweicht dem Atom und wegen Ruhemasse = 0, kein Impuls.

Nun kommt aber ein hochenergetiches Photon, es hebt ein Elektron auf eine höhere Schale, aber es bleibt Energie über. Es bleibt Energie über? Vielleicht drücke ich mich ja wie der kleine Moritz aus, aber dieser Energierest hat zwar die Ruhemasse = 0, hatt aber auch eine V > 0 und damit eine Masse > 0 und damit einen Impuls ... und das Atom sollte also mal anrucken.
Bei der Rekombination allerdings dürfte nichts über bleiben. Das Elektron fällt auf eine niedere Schale und all seine Energie steckt in dem entweichenden Photon ohne das es einen Impuls auf das Atom abgibt.

Ich hoffe mal, ich liege nicht total daneben.

bis denne, wusel
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H-J, Quadbeck-Seeger

Macht ist ein Vergrößerungsglas für den Charakter.
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  #19  
Alt 17.10.07, 21:19
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
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Registriert seit: 08.07.2007
Beiträge: 3.364
Standard AW: Photonen und Impuls

Hall wusel,
Zitat:
Du kannst ja Fraaagen stellen, ... ich glaub ich werd ein Fan von Dir
SUUPPIEE!
Zitat:
Ich habe nach dem Abi (ist schon lange her) die Zeit bis zur Einberufung auf einem Rangierbahnhof verbracht. Für einen Pysikambitonierten ein wahres Eldorado. Ich will jezt nicht erzählen wie interessant das Zusammenplautzen von Güterwagongs sein kann, Billard spielen ist wesentlich geräuschärmer.
Ich wette das war ziemlich !
Zitat:
Nach klassischer Gleichung :
m1 x v1 = m2 x v2 und einer Ruhemasse = 0 für das Photon sollte nichts weiter passiert sein ... ? Beschimpfen, aber bitte nicht steinigen.
Ist Weibesvolk anwesend?
Ein Photon der Frequenz f besitzt eine Energie E = h • f und einen Impuls p = h • f / c. Es besitz zwar keine Ruhmasse aber es ruht ja nicht!
Und es gilt, dass der Impuls in einem Inertialsystem immer Null ergibt. Und dass eine einmal gewonnene Bewegung für immer und ewig erhalten bleibt! Wenn du dir nur den Betrag (also ohne Berücksichtigung der Richtung!) ansiehst, dann merkst du das Bewegung immer nur gleich sein oder größer werden kann. Das ist wichtig für das Verständnis! Bewegung bleibt immer erhalten! Du kannst Bewegung nicht in Energie umwandeln!
Zitat:
m1 x v1 = m2 x v2 und einer Ruhemasse=0.
Das stimmt also nur für ruhende Photonen! Ruhend sind sie dann wenn sie vom Atom/e- absorbiert wurden. Dann ist ihre Ruhemasse Null. Hierzu müssen sie aber nach dem Impulserhaltungssatz ihren Impuls erst abgegeben haben.
Zitat:
Dann verliert das Atom seinen erregten Zustand, es verliert Energie in dem es das Elektron wieder fallen läßt. Auch hier sollte nichts passieren, ein Photon mit Ruhemasse = 0 entweicht dem Atom und wegen Ruhemasse = 0, kein Impuls.
Du sagst also man kann mit einem Photon, keine Masse beschleunigen? Das widerspricht aber so ein bisschen den experimentellen Ergebnissen!
Also entweder du hast recht und Photonen besitzen keinen Impuls. Dann müssen aber die Gesetze der Physik neu überdacht werden. Glückwunsch zum Nobelpreis . Oder Photonen besitzen einen Impuls dann habe ich aber wieder meine 3 Probleme.
-A. Was passiert mit dem Impuls des Photons wenn es auf ein Atom trifft.?
B. Was passiert mit dem Impuls, den das e- durch die Energieaufnahme erhält?
C. Welche Energie weist ein Photon auf das beim „zurückfallen“ vom Elektron abgegeben wird?
A) ist ja noch „einfach“: Das Photon trifft auf ein e- und gibt seinen Impuls an das e- ab. Das e- gibt den Impuls an das Atom ab (Der Impuls „verteilt“ sich). Das Atom wurde beschleunigt.
B) Das e- hat nicht nur den Impuls übernommen sondern auch die Energie und „springt“ in ein höheres Orbital. Höhere Energie = höherer Impuls! Das bedeutet auch hier entstehen zwei Impulse!?
C) Das e- springt zurück. Das e- gibt die Energie als Photon ab. Da die Energie so hoch ist wie die absorbierte Energie zuvor, müsste eigentlich ein Photon entstehen, das den gleichen Impuls besitzt als das absorbierte. Da dadurch wieder ein Impuls übertragen wird , wird das Atom/e- wieder beschleunigt. Da die Emission in alle Richtungen erfolgen kann, kann das Atom hierbei wieder auf Null abgebremst werden oder in irgendeine Richtung zusätzlich positiv beschleunigt werden.
Wahrscheinlich (ich vermute mal) benötigt man aber einfach ein Photon mit mehr Energie wenn man ein „ungebundenes“ Atom anregen möchte! Die Summe aus Beschleunigungsenergie und für die Anregung des e-. Das macht die Sache mit dem Impuls nicht einfacher, da das Photon mit mehr Energie auch einen höheren Impuls besitzt.
Wie gesagt, hier muss der Impulserhaltungssatz und der Energieerhaltungssatz berücksichtigt werden. Genauso wie die Tatsche das ein Photon aufgrund seiner Energie und Masse auch einen Impuls besitzt!

Gruß
EVB
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  #20  
Alt 21.05.09, 00:46
SCR SCR ist offline
Gesperrt
 
Registriert seit: 21.05.2009
Beiträge: 3.061
Standard AW: Photonen und Impuls

Probieren wir es einmal (Lassen wir E dabei außen vor): Bei Totalreflexion
- Der Impuls des Photons geht (nur) auf e über: e wird beschleunigt.
- Es wird dadurch auf eine höhere Kreisbahn gezwungen (Bohr ist hier anschaulicher) // "Beibehaltung Winkelgeschwindigkeit bei Erhöhung Bahngeschwindigkeit".
- e gibt Impuls an Photon wieder ab und fällt auf niedrigere Schale zurück // "Beibehaltung Winkelgeschwindigkeit bei Verringerung Bahngeschwindigkeit"
- Wusel hat meines Erachtens nach Recht: Das Atom als Ganzes erfährt keinen Impuls (Das tritt erst bei teilweiser Reflexion / Absorption auf).
Zur Steinigung ist alles angerichtet ...
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